Электролиз и электролизеры [Александр Сергеевич Коняев] (fb2) читать постранично

Александр Коняев Электролиз и электролизеры

Введение

Здравствуйте, дорогие читатели. Это моя книга по теме электролиза. В ней я хочу доступным языком описать весь процесс создания электролизера и расчета его мощности. А также хочу рассказать о том, что именно собой представляет электролиз воды.

Я не хочу претендовать на первенство в объяснении этой темы, до меня она описывалась в учебниках, справочниках, о ней писало очень много людей, например, американец Стенли Мейер, который продвинулся в этой теме очень далеко, русский инженер Алексей Буркан, который посвящает свою жизнь теме водородных технологий, и т.д.

Надеюсь, эта книга вам понравится.

Внимание!

Эта книга несет познавательный характер. Это означает, что автор не несет ответственности за все, что сможет с вами случится после прочтения этой книги.

Коняев А.С.

Глава 1

Что такое электролиз воды

Сейчас я напишу, как лично я дал определение электролизу:

«Электролиз – это электрохимический процесс, во время которого молекулы, из которых состоит электролит, диссоциируют под действием электрического тока на свои составляющие ионы.»

Простым языком: электролиз – это процесс, когда молекулы, из которых состоит электролит, при прохождении через них электрического тока распадаются на свои составляющие, которые являются ионами. Например, H2SO4 распадается на H2 и SO4, NaCl на Na и Cl2 и т.д.

Собственно, теперь мы переходим чисто к электролизу воды. При этом при прохождении через водный раствор электролита, чаще всего щелочного раствора, молекула воды H2O распадается на 2 атома водорода H, и на 1 атом кислорода O. При этом атомы водорода и кислорода, находящиеся в ионизированном состоянии, двигаются к полюсам тока и там нейтрализуются. В время ионы водорода движутся к отрицательному (-) полюсу источника тока, а кислород – к положительному (+). При этом из 2 атомов водорода получается молекула H2, а из двух атомов кислорода – молекула O2.

Таким образом, при электролизе воды получается такое количество водорода с кислородом, которое относится как 2:1. То есть, при электролизе выделяется в 2 раза больше водорода, чем кислорода.

Собирать получившиеся газы можно по отдельности, если электролизер (устройство, в котором происходит электролиз) имеет две выходные трубки (они обязательно должны находится строго над полюсами), или вместе, если имеется только одно выходное отверстие.

При одновременном сборе газов получается новое химическое вещество, известное как газ Брауна, или же гремучий газ. Он обозначается как HHO.

Он очень взрывоопасен!

Этот газ можно считать идеальным топливом, так как в его составе присутствует и топливо (водород), и окислитель (кислород). И смешаны они в идеальных и необходимых пропорциях уже после получения, поэтому не надо создавать никаких других устройств по их смешиванию, как это делают при использовании водородного топлива в реактивных двигателях.

Электролиз может быть постоянного тока или импульсный. При импульсном электролизе КПД электролизера повышается на 10-15%. Импульсы подаются специальной электрической схемой, которая будет описана ниже. Она используется при изготовлении электролизеров сухого типа и ячейки Стенли Мейера.

Глава 2

Что такое электролизер воды

Как уже писалось ранее, электролизер – это устройство, внутри которого происходит электролиз. Он необходим для проведения процесса разложения (диссоциации) электролита на свои составляющие. Теперь рассмотрим подробнее устройство электролизера.

Перед тем, как рассмотреть устройство электролизера, надо обозначить их типы.

Их можно выделить 3 основных:

Сырой. Это электролизер, где рабочее тело полностью погружено в емкость с водой.

Сухой. Это электролизер, где рабочее тело само составляет емкость для электролита (воды).

Электролизер (ячейка) Стэнли Мейера. Это особый подвид сырого электролизера.

Теперь опишем каждый подробнее.

Рабочее тело электролизера – блок из электропроводных пластин. Чаще всего для их изготовления используется нержавеющая сталь AISI-304, AISI-316. Для электролиза необходимо наличие минимум 2-ух пластин, которые будут составлять 1 ячейку. Для питания одной ячейки необходимо напряжение в 2 Вольта. Вот таблица зависимости количества пластин от напряжения источника тока:

12 В – 6 ячеек (7 пластин)

36 В – 18 ячеек (19 пластин)

110 В – 55 ячеек (56 пластин)

220 в – 110 ячеек (111 пластин)

При этом каждая пластина работает обеими сторонами.

В сыром электролизере блок из пластин полностью погружен в ёмкость с водой. При этом происходят большие просадки по напряжению между пластинами, а также получается огромная разница по напряжению между первой и последней пластиной, в следствии чего даже маленькая искра может привести к взрыву. Но, при использовании 12-ти вольтовой схемы, электролизер